1、建筑工程事故诊断与分析,冯克勤四川农业大学副教授国家注册监理工程师国家注册安全工程师,建筑工程事故诊断与分析,目前，我国建筑工程的现状是：建筑工程质量稳中有升；建筑工程事故依然存在；自然灾害造成的建筑事故时有发生。针对上述现状，在对工程质量事故鉴定工作中，我们收集了一些典型的工程质量事故案例。这些案例涉及基本建设程序、工程地质勘察、工程设计、工程监理、工程施工、材料供应以及质量检测等各个方面。现列举一部分，供大家参考。,案例一：,某工厂新建一生活区，共14幢七层砖混结构住宅（其中10幢为条形建筑，4幢为点式建筑）。在工程建设前，厂方委托一家工程地质勘察单位按要求对建筑地基进行了详细的勘察。工程
2、于一九九三年至一九九四年相继开工，一九九五年至一九九六年相继建成完工。一年后在未曾使用之前，相继发现10幢条形建筑中的6幢建筑的部分墙体开裂，裂缝多为斜向裂缝，从一楼到七楼均有出现，且部分有呈外倾之势；3幢点式住宅发生整体倾斜。后来经仔细观察分析，出现问题的9幢建筑均产生严重的地基不均匀沉降，最大沉降差达160mm以上。,事故发生后，有关部门对该工程质量事故进行了鉴定，审查了工程的有关勘察、设计、施工资料，对工程地质又进行了详细的补勘。经查明，在该厂修建生活区的地下有一古河道通过，古河道沟谷内沉积了淤泥层，该淤泥层系新近沉积物，土质特别柔软，属于高压缩性、低承载力土层，且厚度较大，在建筑基底附
3、加压力作用下，产生较大的沉降。凡古河道通过的9栋建筑物均产生了严重的地基不均匀沉降，均需要对地基进行加固处理，生活区内其它建筑物（古河道未通过）均未出现类似情况。,该工程地质勘察单位在对工程地质进行详勘时，对所勘察的数据（如淤泥质土的标准贯入度仅为3，而其它地方为712）未能引起足够的重视，对地下土层出现了较低承载力的现象未引起重视，轻易的对地基土进行分类判定，将淤泥定为淤泥质粉土，提出其承载力为100kPa, Es为4Mpa。设计单位根据地质勘察报告，设计基础为浅基础，宽度为2800mm，每延米设计荷载为270kN，其埋深为1.4m2m左右。该工程后经地基加固处理后投入正常使用，但造成了较大
4、的经济损失，经法院审理判决，工程地质勘察单位向厂方赔偿经济损失329万元。,案例二：,某县一机关修建职工住宅楼，共六栋，设计均为七层砖混结构，建筑面积10001平方米，主体完工后进行墙面抹灰，采用某水泥厂生产的325水泥。抹灰后在两个月内相继发现该工程墙面抹灰出现开裂，并迅速发展。开始由墙面一点产生膨胀变形，形成不规则的放射状裂缝，多点裂缝相继贯通，成为典型的龟状裂缝，并且空鼓，实际上此时抹灰与墙体已产生剥离。后经查证，该工程所用水泥中氧化镁含量严重超高，致使水泥安定性不合格，施工单位未对水泥进行进场检验就直接使用，因此产生大面积的空鼓开裂。最后该工程墙面抹灰全面返工，造成严重的经济损失。,案
5、例三：某县级市一乡村修建小学教学楼和教师办公住宿综合楼，乡上个别领导不按照有关基本建设程序办事，自行决定由一农村工匠承揽该工程建设。工程无地质勘察报告，无设计图纸（抄袭其它学校的图纸），原材未经检验，施工无任何质量保证措施，无水无电，砼和砂浆全部人工拌和，钢筋砼大梁、柱子人工浇注振捣，密实度和强度无法得到保证。工程投入使用后，综合楼和教学由于多处大梁和墙面发生较严重的裂缝，致使学校被迫停课。经检查，该综合楼基础一半置于风化页岩上，一半置于回填土上（未按规定进行夯实），地基已发生严重不均匀沉降，导致墙体出现严重裂缝；教学楼大梁砼存在严重的空洞，受力钢筋已严重锈蚀，两栋楼的砌体砂浆强度几乎为零（更
6、有甚者个别地方砂浆中还夹着黄泥），楼梯横梁搁置长度仅50mm，梁下砌体已出现压碎现象。经鉴定该工程主体结构存在严重的安全隐患，已失去了加固补强的意义，被有关部门强行拆除，有关责任人受到了法律的惩办。,案例四： 某县有关部门为教师建一广厦工程，位于河边，其上游数百米为电站大坝。该工程于1995年11于月开工建设，1997年元月竣工。据有关资料表明，该工程所在地20年一遇洪水水位313.50(绝对标高)，但建设、施工单位擅自将该工程0.00标高由314.40m降到308.16m。致使该工程自1997年投入使用以来，遭遇洪水淹没五次，洪水水位高出二楼地面约70cm（相当于绝对标高312m），底楼地面
7、受洪水冲刷已多处出现直径约1m2m、深约0.5m1m的管涌坑，直接危及地基基础的长期稳定和上部结构的安全。受电站卸洪浪涌冲击压力影响，二楼楼面板向上反拱（据住户反应由二楼板缝冒出的水柱高达70cm），室内瓜米石地坪多处破损并与空心板剥离，二楼部分楼面板已不满足建筑构件安全使用要求。工程设计二个单元九层，实际建造四个单元十层，顶层部分住户擅自加建到十一层，不满足现行国家标准砌体结构设计规范GBJ388和建筑抗震设计规范GBJ1189要求。该工程经有关部门鉴定为不合格工程。,案例五：,四川省某市玻璃厂1999年4月为增加生产规模扩建厂房，在原来天然坡度约22的岩石地表平整场地，即在原地表向下开挖近
8、5m，并距水厂原蓄水池3m左右，该蓄水池长12m、宽9m、深8.2m，容水约900m3。玻璃厂及水厂厂方为安全起见，通过熟人介绍，请了一高级工程师对玻璃厂扩建开挖坡角是否会影响水厂蓄水池安全作一技术鉴定。该高工在其出具的书面技术鉴定中认定：“该水池地基基础稳定，不可能产生滑移形成滑坡影响安全；可以从距水池3m处按5开挖放坡，开挖时沿水池边先打槽隔开，用小药量浅孔爆破，只要施工得当，不会影响水池安全；平整场地后，沿陡坡砌筑条石护坡；.本人负该鉴定的技术法律责任”。最后还盖了县勘察设计室的“图纸专用章”予以认可。,工程于7月初按此方案平基结束后，就开始厂房工程施工，至9月6日建成完工。然而，就在9
9、月7日下午5时许，边坡岩体突然崩塌，岩体及水流砸毁新建厂房两榀屋架，其中的工人3死5伤，酿成了一起重大伤亡事故。该工程边坡岩体属于裂隙发育、遇水可以软化的软质岩石，虽然属于中小型工程，但环境条件复杂，施工爆破、水池渗漏、坡体卸荷变形等不确定的不利影响因素甚多，在没有基本的勘察设计资料的前提下采用直立边坡，破坏了原边坡的稳定坡角，而且未采用任何有效的支挡结构措施，该边坡失稳是必然会发生的。若有正确的工程鉴定，并严格按基建程序办事，采用经过勘察设计的岩石锚桩（或锚杆）挡墙和做好水池防渗处理措施则是能够有效保证工程边坡安全的。,该高工的“技术鉴定”内容过于简略，分析评价肤浅、武断，未明确指出及贯彻执
10、行现行勘察设计技术规范规定的技术原则及技术方法，主要结论建议缺乏技术依据，尽管其中有关地基施工中关于松动爆破和开槽减震的建议是正确的，也是有针对性的，但未经设计计算的有关边坡稳定的结论是不恰当的。有关用条石挡墙护坡的建议也不是该工程边坡条件下能确保边坡安全的有效支挡结构技术措施，而有关采用坡度为1：0.05的放坡建议，则更是没有贯彻现行规范的基本规定，缺少相应的论证分析，它的误导为该工程事故埋下了安全隐患。该“技术鉴定”虽然盖有县勘察设计室的“图纸专用章”，但却无一般勘察、设计单位通常执行的“审核”、“批准”等技术管理和质量保证体系，从技术鉴定的内容到形式都缺乏严肃性；而且这种技术鉴定缺乏委托
11、方与承担方之间的有关目的、任务、质量要求等基本的书面约定，这就从根本上影响了技术鉴定工作的深度和技术质量。,平基施工过程中及完工前后所发现的漏水等边坡岩体不稳定因素的征兆，虽然有关各方曾予以一定程度的重视与研究，但由于缺乏岩土工程及支挡结构方面的专业技术知识与经验，对隐患认识不足，未能采取相应措施，而继续盲目施工至全部工程（人工边坡及厂房扩建）结束和水池继续运行，并在7月3日决定将水池蓄水至7m水深，使整个工程的安危事实上依赖于个人狭隘的专业技术知识与经验上。综上所述，此次事故造成人员伤亡，经济损失巨大，以及负面社会影响，主要是由于违章进行工程鉴定、处理方案错误所至。从事工程鉴定的技术人员以及
12、管理者应从此次事故中汲取经验教训，严格按照国家的统一鉴定方法与标准进行工程鉴定，即按照：客户委托，确定鉴定目的、范围和内容；初步调查；详细调查及检测验算；安全性、使用性鉴定评级；可靠性评级；出具鉴定报告及处理意见的基本鉴定程序规范、标准地进行工程鉴定。,案例六,山西某厂有9幢4层砖混结构住宅，均采用预制空心楼板。该工程1984年5月开工，同年底完成主体工程，翌年内部装修。在1985年6月进行工程质量检查时，发现其中一幢（12号楼）有多处预制楼板起鼓、酥裂情况。随后，该楼楼板损坏愈来愈严重，其它四幢（11、13、16、17号楼）也有相继不同程度地出现破坏迹象。从预制板普遍破坏迹象看，主要是由于混
13、凝土材料品质不良引起的，而且显然是因为混凝土内含有害物使材料逐渐发生物理化学变化引起体积膨胀所造成的。于是，从破坏最严重的楼板以及尚未出厂的楼板上取样2000余个，筛选10，再从中抽出部分样品作材料的化学分析和岩相分析检验。检验时按粗骨料的不同颜色分类。,检验发见，水泥中存在过量的SO3，过量的游离SO3（大大超过规定的含量标准13.5，且SO31的占总分析样的78.9）在混凝土凝结硬化后继续与水化铝酸钙作用形成水化硫铝酸钙，未耗尽的石膏也可能在混凝土硬化后继续生成水化硫铝酸钙，而水化硫铝酸钙生成时的体积约达原体积的2.5倍，这就是造成预制板混凝土膨胀、酥裂、破坏乃至倒塌的主要内在原因。,案例
14、七,北京某厂受热车间，建于1960年，建成后常年处于4050 C的高温环境中，后发现其混凝土墙面上有许多网状裂纹。经查当年混凝土所用原料为400号矿渣水泥，混凝土水泥用量410Kg/m3配合比为水泥沙石水=11.0993.580.39，粗骨料为粒径530mm的卵石，掺2CaCl2(氯盐)和2CaSO42H2O(石膏)的外加剂。为了确定此墙面的严重网状裂纹是否为碱骨料反应所致，在裂纹处钻一直径70mm、长120mm的混凝土圆柱芯体。将此芯体横向锯成若干磨光薄片，在反光显微镜下观察，发现内部有许多网状裂缝（图2.6）。将此磨光薄片进行岩相分析，发现每个薄片含有611枚粗骨料中有13枚粗骨料含微晶石
15、英和玉髓。将磨光薄片在扫描电镜下观察并进行能谱分析，发现骨料边缘的钾含量明显增加。表明碱在骨料边缘富集。但是，对芯体中的细骨料鉴定表明没有活性矿物存在，为非活性矿物（它与粗骨料来自不同产地）,该长露天堆场钢筋混凝土柱的混凝土保护层也严重剥落，钢筋严重锈蚀,从剥落的混凝土中取得一些骨料进行岩相分析，其中也含有典型的活性矿物玉髓和微晶石英。因而，此柱的混凝土剥落和钢筋锈蚀可视作是碱-骨料反应导致混凝土开裂，从而加剧钢筋锈蚀，而钢筋锈蚀又促使混凝土剥落这两方面综合作用的结果。根据上述分析，可以证明上述墙面严重裂纹是由于碱-骨料反应所引起的。,一、什么是水泥混凝土的碱骨料反应,碱骨料反应是混凝土原材料
16、中的水泥、外加剂、混合材和水中的碱(Na2O或K2O)与骨料中的活性成分反应，在混凝土浇筑成型后若干年(数年至二、三十年)逐渐反应，反应生成物吸水膨胀使混凝土产生内部应力，膨胀开裂、导致混凝土失去设计性能。由于活性骨料经搅拌后大体上呈均匀分布。所以一旦发生碱骨料反应、混凝土内各部分均产生膨胀应力，将混凝土自身胀裂、发展严重的只能拆除，无法补救，因而被称为混凝土的癌症。,二、碱骨料反应的分类和机理,碱硅酸反应 1940年美国加利福尼亚州公路局的斯坦敦，首先发现碱骨料反应问题，引起全世界混凝土工程界的重视，这种反应就是碱硅酸反应。碱硅酸反应是水泥中的碱与骨料中的活性氧化硅成分反应产生碱硅酸盐凝胶或
17、称碱硅凝胶，碱硅凝胶固体体积大于反应前的体积，而且有强烈的吸水性，吸水后膨胀引起混凝土内部膨胀应力，而且碱硅凝胶吸水后进一步促进碱骨料反应的发展、使混凝土内部膨胀应力增大，导致混凝土开裂。发展严重的会使混凝土结构崩溃。 能与碱发生反应的活性氧化硅矿物有蛋白石、玉髓、鳞石英、方英石、火山玻璃及结晶有缺欠的石英以及微晶、隐晶石英等，而这些活性矿物广泛存在于多种岩石中。因而迄今为止世界各国发生的碱骨科反应绝大多数为碱硅酸反应 。,案例八,该工程某县公路段的机修车间（底层）和宿舍，为2层砖混结构，建筑面积556m2，屋顶局部平面与剖面见图3-62屋顶层的挑梁尺寸与配筋情况见图3-63，混凝土C18，在
18、拆模时发现7根挑梁根部断裂。,分析：1、混凝土实际强度无试验资料，发现混凝土密实度很差，有很多空隙，当时的水灰比不是由试配决定的。 2、挑梁的主要受力钢筋严重往下移位。3、悬挑部分比设计要长。 4、屋面超厚，自重加大。 5、拆模时间过早 。处理措施1、将墙上残剩的挑梁根部打掉500mm，露出全部钢筋。2、在墙内100mm处将挑梁的主筋锯断，重新焊接新的主筋。 3、修改设计，将悬挑结构改为全现浇。,案例九 “建筑腐败”问题。,1 9 9 7 年7 月1 2 日上午9 时3 0 分。浙江常山县城南小区5 1 号楼的居民和往常一样，有的在打扫室内卫生；有的在打点行装准备出行；刚下夜班的女工，正准备睡
19、觉。一切都显得那么平静和安逸。突然，一声巨响，只见整个5 层楼房就像人工爆破一样，在升起的黄色尘埃中，粉碎性坍塌，成为一片瓦砾。这起事故导致3 6 人遇难，仅3 人幸存。连年发生楼房质量低劣以至塌楼的事故并非偶然。9 0 年代以来，随着我国经济建设进入新的一轮快速发展时期，有相当一批住宅工程质量是值得称赞的，但从整体看，质量情况始终不能尽如人意。质量滑坡症结何在。“建筑腐败”是一个重要原因。为提高建筑工程质量，政府主管部门几乎年年喊，月月讲。为何至今得不到根本好转，并屡屡发生坍塌事故呢？剖析一下浙江常山县的重大楼房倒塌事故，对我们认识这个问题会是有益的。,浙江常山县棉纺织厂职工宿舍楼倒塌后，经
20、建设部、浙江省有关部门组成的专家事故调查组在现场进行地质勘探、取证检测后认定，这是一起严重的责任事故，其倒塌的主要原因是工程质量低劣，工程监理人员玩忽职守造成的。在原图纸设计中，该楼应该使用暗地梁，但在实际施工中，设计员却擅自取消地梁，完全用砖砌。在建材上，所用的钢筋几乎全部是等外品，大量使用断砖，砖头达不到应有的强度。沙浆配比不合理。在施工中，项目经理发现施工单位使用不合格钢材，不但没有要求返工，反而扣掉两种钢材每吨8 0 0 9 0 0 元的差价。工程科长曾在工作笔记中记录着，砖头、砂浆不合格，而质检员每次都在合格单上签字，他却没有进行干预。,1 9 9 3 年春节，职工搬入后，发现地面到处是直径2 5 厘米大小的石子，有的达到十几厘米。天花板只要用螺丝刀一划，砂灰就哗啦哗啦往下掉。由于住户们相信这栋楼是经过建筑质量监督站“验收”的，因此怎么也没有想到房子会存在倒塌的隐患。为购买这栋楼，职工们省吃减用共集资1 2 0 多万元。他们怎么也想不到该楼的竣工核算价仅7 0 7 5 万元。如此之大的差价，又说明了什么呢？可以说，造成这几年连续出现塌楼事件的原因，与常山县这起事故的前因后果几乎是一样的，只不过是程度轻重不同罢了。,
